CN108896404A - 一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法，其试验装置包括试验台，所述试验台上设置有导向杆，所述导向杆上设置有滑动且施加反向拉力的下反力架、上反力架，所述上反力架下端设置有夹紧预制胶拼试件上端的上夹具组件，所述下反力架上端设置有夹紧预制胶拼试件下端的下夹具组件；其试验方法，包括以下步骤：制作预制胶拼试件、对预制胶拼试件几何对中、夹紧固定并调试采集系统、进行一次预拉加载、启动正式加载，观测预制胶拼试件表面有无裂缝出现，并记录试验现象、匀速对预制胶拼试件加载，直至胶接缝破坏，终止试验、分析试验结果。本发明得到的抗拉强度可靠度高，并且试验过程简单易行，便于在工程实践中推广应用。

Description

一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法
技术领域
本发明属于接缝强度检测领域，具体涉及一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法。
背景技术
节段预制胶拼结构是指将结构胶涂抹在预制构件界面，利用结构胶的胶粘力来使多个构件连接成整体共同参与工作的一种工程结构。目前，我国正在大力发展节段预制胶接拼装桥梁技术，对于胶拼结构，胶接缝截面的强度是需要重点关注的。在机械、航天等应用结构胶较多的领域，已经有一套成熟的方法来测定钢-钢胶接头的强度，然而在土木工程领域，由于对预制胶拼构件研究还不深入，现在尚无统一的方法能较好的测定混凝土胶拼构件接缝的抗拉强度。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法。
本发明的技术方案是：一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法，包括试验台，所述试验台上设置有导向杆，所述导向杆上设置有滑动且施加反向拉力的下反力架、上反力架，所述上反力架下端设置有夹紧预制胶拼试件上端的上夹具组件，所述下反力架上端设置有夹紧预制胶拼试件下端的下夹具组件。
所述预制胶拼试件包括上拼接块和下拼接块，所述上拼接块、下拼接块之间涂覆有待测试的胶接缝。
所述预制胶拼试件呈工字型，所述上拼接块、下拼接块的拼接端位于腹板处。
所述上拼接块的上端、下拼接块的下端均预埋有固定用的螺栓。
所述上夹具组件包括上传力钢板，所述上传力钢板朝向预制胶拼试件的一端形成上装配槽，所述上装配槽的槽底处形成上连接通孔，所述上装配槽中设置有上接头，上接头尾部的上抗拔杆穿过上连接通孔，所述上抗拔杆的自由端固定在上夹头中，所述上夹头设置在上反力架中。
所述下夹具组件包括下传力钢板，所述下传力钢板朝向预制胶拼试件的一端形成下装配槽，所述下装配槽的槽底处形成下连接通孔，所述下装配槽中设置有下接头，所述下接头尾部的下抗拔杆穿过下连接通孔，所述下抗拔杆的自由端固定在下夹头中，所述下夹头设置在下反力架中。
所述上装配槽、下装配槽为半球槽，所述上接头、下接头均为保证轴心受力的半球状。
所述上传力钢板、下传力钢板中均形成安装通孔，预制胶拼试件中的螺栓穿过安装通孔后通过螺母进行固定。
一种预制胶接缝抗拉强度的试验装置的试验方法，包括以下步骤：
（ⅰ）制备好上拼接块、下拼接块，在拼接端上涂抹环氧树脂胶，通过在上拼接块、下拼接块上下两侧施加恒定压力，让接缝截面内胶体在0.3 MPa压应力作用下完成固化。
（ⅱ）试验时首先对预制胶拼试件进行几何对中，使得预制胶拼试件（5）的几何中轴与试验机拉力作用线重合。
（ⅲ）对预制胶拼试件进行夹紧固定并调试数据采集系统。
（ⅳ）开启试验机，在预制胶拼试件弹性范围内进行一次预拉加载，以消除预制胶拼试件与上夹具组件、下夹具组件受力面之间的空隙，同时评价预制胶拼试件的安装是否产生偏心，预拉荷载约相当于预估破坏荷载的15%~20%。
（ⅴ）启动正式加载，观测预制胶拼试件表面有无裂缝出现，并记录试验现象。
（ⅵ）匀速对预制胶拼试件加载，直至胶接缝破坏，终止试验。
（ⅶ）分析试验结果，得到预制胶拼试件极限抗拉强度。
本发明通过设计制作结构简单、受力明确的预制胶拼试件，通过上夹具组件和下夹具组件对预制胶拼试件实现上下的拉伸，通过接头和装配槽的形状保证预制胶拼试件的轴心拉伸。
本发明得到的抗拉强度可靠度高，并且试验过程简单易行，便于在工程实践中推广应用。
附图说明
图1 是本发明中试验装置的整体结构示意图；
图2 是本发明中预制胶拼试件的结构示意图；
其中：
1 试验台 2 导向杆
3 下反力架 4 上反力架
5 预制胶拼试件 6 胶接缝
7 上传力钢板 8 下传力钢板
9 上接头 10 上抗拔杆
11 上夹头 12 螺栓
13 螺母 14 下接头
15 下抗拔杆 16 下夹头
17 上拼接块 18 下拼接块。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1~2所示，一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置及其试验方法，包括试验台1，所述试验台1上设置有导向杆2，所述导向杆2上设置有滑动且施加反向拉力的下反力架3、上反力架4，所述上反力架4下端设置有夹紧预制胶拼试件5上端的上夹具组件，所述下反力架3上端设置有夹紧预制胶拼试件5下端的下夹具组件。
所述预制胶拼试件5包括上拼接块17和下拼接块18，所述上拼接块17、下拼接块18之间涂覆有待测试的胶接缝6。
所述预制胶拼试件5呈工字型，所述上拼接块17、下拼接块18的拼接端位于腹板处。
所述上拼接块17的上端、下拼接块18的下端均预埋有固定用的螺栓12。
所述上夹具组件包括上传力钢板7，所述上传力钢板7朝向预制胶拼试件5的一端形成上装配槽，所述上装配槽的槽底处形成上连接通孔，所述上装配槽中设置有上接头9，上接头9尾部的上抗拔杆10穿过上连接通孔，所述上抗拔杆10的自由端固定在上夹头11中，所述上夹头11设置在上反力架4中。
所述下夹具组件包括下传力钢板8，所述下传力钢板8朝向预制胶拼试件5的一端形成下装配槽，所述下装配槽的槽底处形成下连接通孔，所述下装配槽中设置有下接头14，所述下接头14尾部的下抗拔杆15穿过下连接通孔，所述下抗拔杆15的自由端固定在下夹头16中，所述下夹头16设置在下反力架3中。
所述上装配槽、下装配槽为半球槽，所述上接头9、下接头14均为保证轴心受力的半球状。
所述上传力钢板7、下传力钢板8中均形成安装通孔，预制胶拼试件5中的螺栓12穿过安装通孔后通过螺母13进行固定。
一种预制胶接缝抗拉强度的试验装置的试验方法，包括以下步骤：
ⅰ.制备好上拼接块17、下拼接块18，在拼接端上涂抹环氧树脂胶，通过在上拼接块17、下拼接块18上下两侧施加恒定对拉力，让接缝截面内胶体在0.3 MPa压应力作用下完成固化。
ⅱ.试验时首先对预制胶拼试件5进行几何对中，使得预制胶拼试件5的几何中轴与试验机拉力作用线重合。
ⅲ.对预制胶拼试件5进行夹紧固定并调试数据采集系统。
ⅳ.开启试验机，在预制胶拼试件5弹性范围内进行一次预拉加载，以消除预制胶拼试件5与上夹具组件、下夹具组件受力面之间的空隙，同时评价预制胶拼试件5的安装是否产生偏心，预拉荷载约相当于预估破坏荷载的15%~20%。
ⅴ.启动正式加载，观测预制胶拼试件5表面有无裂缝出现，并记录试验现象。
ⅵ.匀速对预制胶拼试件5加载，直至胶接缝6破坏，终止试验。
ⅶ.分析试验结果，得到预制胶拼试件5极限抗拉强度。
所述上拼接块17、下拼接块18的拼接处为凹凸状。
所述试验机为量程300kN微控电液伺服万能试验机，预制胶拼试件5竖直放置，所述上抗拔杆10通过上接头9与上传力钢板7连接，上抗拔杆10另一端通过上夹头11与上反力架4相连，所述上反力架4、上拼接块17之间通过预埋的螺栓12和螺母13固定。
本发明通过设计制作结构简单、受力明确的预制胶拼试件，通过上夹具组件和下夹具组件对预制胶拼试件实现上下的拉伸，通过接头和装配槽的形状保证预制胶拼试件的轴心拉伸。
本发明得到的抗拉强度可靠度高，并且试验过程简单易行，便于在工程实践中推广应用。

Claims (9)

1.一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，包括试验台（1），其特征在于：所述试验台（1）上设置有导向杆（2），所述导向杆（2）上设置有滑动且施加反向拉力的下反力架（3）、上反力架（4），所述上反力架（4）下端设置有夹紧预制胶拼试件（5）上端的上夹具组件，所述下反力架（3）上端设置有夹紧预制胶拼试件（5）下端的下夹具组件。
2.根据权利要求1所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述预制胶拼试件（5）包括上拼接块（17）和下拼接块（18），所述上拼接块（17）、下拼接块（18）之间涂覆有待测试的胶接缝（6）。
3.根据权利要求2所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述预制胶拼试件（5）呈工字型，所述上拼接块（17）、下拼接块（18）的拼接端位于腹板处。
4.根据权利要求3所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述上拼接块（17）的上端、下拼接块（18）的下端均预埋有固定用的螺栓（12）。
5.根据权利要求1所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述上夹具组件包括上传力钢板（7），所述上传力钢板（7）朝向预制胶拼试件（5）的一端形成上装配槽，所述上装配槽的槽底处形成上连接通孔，所述上装配槽中设置有上接头（9），上接头（9）尾部的上抗拔杆（10）穿过上连接通孔，所述上抗拔杆（10）的自由端固定在上夹头（11）中，所述上夹头（11）设置在上反力架（4）中。
6.根据权利要求5所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述下夹具组件包括下传力钢板（8），所述下传力钢板（8）朝向预制胶拼试件（5）的一端形成下装配槽，所述下装配槽的槽底处形成下连接通孔，所述下装配槽中设置有下接头（14），所述下接头（14）尾部的下抗拔杆（15）穿过下连接通孔，所述下抗拔杆（15）的自由端固定在下夹头（16）中，所述下夹头（16）设置在下反力架（3）中。
7.根据权利要求6所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述上装配槽、下装配槽为半球槽，所述上接头（9）、下接头（14）均为保证轴心受力的半球状。
8.根据权利要求7所述的一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置，其特征在于：所述上传力钢板（7）、下传力钢板（8）中均形成安装通孔，预制胶拼试件（5）中的螺栓（12）穿过安装通孔后通过螺母（13）进行固定。
9.一种预制构件胶接缝抗拉强度的试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
（ⅰ）制备好上拼接块（17）、下拼接块（18），在拼接端上涂抹环氧树脂胶，通过在上拼接块（17）、下拼接块（18）上下两侧施加恒定压力，让接缝截面内胶体在0.3 MPa压应力作用下完成固化；
（ⅱ）试验时首先对预制胶拼试件（5）进行几何对中，使得预制胶拼试件（5）的几何中轴与试验机拉力作用线重合；
（ⅲ）对预制胶拼试件（5）进行夹紧固定并调试数据采集系统；
（ⅳ）开启试验机，在预制胶拼试件（5）弹性范围内进行一次预拉加载，以消除预制胶拼试件（5）与上夹具组件、下夹具组件受力面之间的空隙，同时评价预制胶拼试件（5）的安装是否产生偏心，预拉荷载约相当于预估破坏荷载的15%~20%；
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（ⅵ）匀速对预制胶拼试件（5）加载，直至胶接缝（6）破坏，终止试验；
（ⅶ）分析试验结果，得到预制胶拼试件（5）极限抗拉强度。
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